2025届延安市重点中学物理高二上期末学业水平测试试题含解析

2025届延安市重点中学物理高二上期末学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、直流电动机M接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是20V，理想电流表的示数是1.0A，限流电阻R=5.0Ω，则可知（）A.电动机的机械功率是20W B.电阻R消耗的电功率是5WC.电动机线圈的电阻是20Ω D.电动机产生的电热功率是20W2、如图所示，一个带正电的球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上的P1处，当小球N静止时，丝线与竖直方向的夹角为θ．若将丝线悬点从P1移到P2处．则A.角θ变大，小球N带正电B.角θ变小，小球N带正电C.角θ变大，小球N带负电D.角θ变小，小球N带负电3、有一毫伏表，它的内阻是100，量程为0.2V，现要将它改装成量程为10A的电流表，则毫伏表应（）A.并联一个0.02的电阻B.并联一个0.8的电阻C.串联一个50的电阻D.串联一个4900的电阻4、以下说法中，对甲乙丙丁四幅图的描述错误的是A.如图甲所示，导体棒垂直于磁场方向运动，两两垂直时，则电动势B.如图乙所示，导线的运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向夹角为θ时，则电动势C.如图丙所示，线圈以恒定速度从图示位置向上离开磁场过程中电动势逐渐变大D.如图丁所示，导体棒平动切割磁感线产生的电动势为5、飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA．若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V6、一束带电粒子以同一速度vo并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示．若粒子q1的轨迹半径为r1，粒子q2的轨迹半径为r2，且r2=2r1，q1、q2分别是它们的带电量．则下列分析正确的是（）A.q1带负电、q2带正电，比荷之比为B.q1带正电、q2带负电，比荷之比为C.q1带正电、q2带负电，比荷之比为D.q1带负电、q2带正电，比荷之比为二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示为正方形，区域有垂直纸面向里的匀强磁场，区域有方向平行的匀强电场（图中未画出）．一带电粒子从点沿方向射入磁场后经过的中点进入电场，接着从点射出电场．若不计粒子的重力，下列说法正确的是A.粒子在磁场中运动的半径为正方形边长的一半B.电场的方向是由指向C.粒子在点和点的电势能相等D.粒子在磁场、电场中运动的时间之比为8、如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（）A.加速度为 B.下滑的位移为C.产生的焦耳热为 D.受到的最大安培力为9、在真空中，电量为q1的点电荷产生的电场中有一个点P，P点与q1的距离为r，把一个电量为q2的检验电荷放在P点，它受的静电力为F，则q1在P点产生的电场的电场强度的大小等于（）A. B.C. D.10、如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，一个电子（质量为m，电荷量为q）从x轴上的O点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45°并与磁场方向垂直．电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的P点射出磁场．则（）A.电子在磁场中运动的时间为B.电子在磁场中运动的时间为C.OP两点间的距离为D.OP两点间的距离为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）（1）某同学对表头G进行改装，已知其满偏电流Ig＝100μA，内阻标称值Rg＝900Ω．先利用定值电阻R1将表头改装成1mA的电流表，然后利用定值电阻R2再将此电流表改装成3V的电压表V1（如图所示）．则根据条件定值电阻R1＝______Ω，R2＝______Ω（2）改装完毕后，用量程为3V，内阻为2500Ω的标准电压表V2对此电压表从零开始全范围的刻度进行校准．滑动变阻器R有两种规格：A．滑动变阻器（0～20Ω）B．滑动变阻器（0～2kΩ）为了实验中电压调节方便，滑动变阻器R应选用______（填“A”或“B”）（3）完成图乙中的校准电路图____要求：滑动变阻器的触头画在开始实验时的位置上）（4）由于表头G上的标称值Rg小于真实值，造成改装后电压表的读数会比标准电压表的读数______．（填“偏大”或“偏小”）12．（12分）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图1所示，在一矩形半导体薄片的P，Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M，N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图1所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与______(填“M”或“N”)端通过导线相连(2)已知薄片厚度d＝0.40mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示．根据表中数据在图2中画出UH—I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为______×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字).(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图3所示的测量电路，S1，S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件________和________(填器件代号)之间四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L=lm，—匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一阻值为R=0.40Ω的电阻，质量为m=0.01kg.电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上，现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响）(1)判断金属棒两端a、b的电势高低；(2)当t=1.5s时重力对金属棒ab做功的功率(3)求磁感应强度B的大小；(4)在金属棒ab从开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量14．（16分）一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限．求：(1)判断粒子的电性；(2)匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标(3)带电粒子在磁场中的运动时间是多少？15．（12分）如图甲所示，质量，边长，电阻单匝正方形闭合线圈abcd放置在倾角的斜面上，保持静止状态，匀强磁场垂直线圈平面向上，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，整个线圈都处在磁场中，重力加速度g取10m/s2．求：（1）时穿过线圈的磁通量；（2）4s内线圈中产生的焦耳热；（3）时，线圈受到的摩擦力。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】电动机消耗的总功率为：P="IU=20"W，选项AD错误；电阻R消耗的电功率为PR=125W="5"W，选项B正确；电动机不是纯电阻电路，故不适用欧姆定律，故电动机线圈的电阻，电动机产生的电热功率不是20W选项CD错误；故选B2、B【解析】小球M与N相互排斥，M、N带同种电荷，M带正电，N也带正电；受力分析，小球N受重力mg，绳的拉力，库仑力F，绳与竖直方向夹角为．可知，由于电荷N悬挂在P2点时距离大，库仑力小，θ变小，故B正确，ACD错误；3、A【解析】电表的满偏电流为：=0.002A；把它改装成量程为10A的电流表需要并联一个分流电阻；并联电阻阻值为：=0.02Ω4、C【解析】A．图甲所示，导体棒垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，根据导体棒切割磁感应线产生的感应电动势的计算公式可得产生的感应电动势为E=Blv，故A正确，不符合题意；

B．如图乙所示，导线的运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向夹角为θ时，速度v在垂直于导体棒上的分速度为vsinθ，则电动势E=Blvsinθ，故B正确，不符合题意；

C．如图丙所示，线圈以恒定速度v从图示位置向上离开磁场过程中，有效切割长度先增大后减小，感应电动势先增大后减小，故C错误，符合题意；

D．如图丁所示，导体棒平动切割磁感线时，导体棒垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直，所以产生的电动势为Blv，故D正确，不符合题意。故选C。5、D【解析】设电池板的内阻为r，其开路电压等于它的电动势，依题意有：E=800mV；I短=E/r，解得电源内阻：，电池板连上20Ω阻值后，流过电阻的电流大小为：；此时的路端电压为：U=IR=20×20mV=400mV=0.4V；故D正确，ABC错误6、C【解析】通过图示得出洛伦兹力的方向，根据左手定则得出电荷的电性，正电荷定向移动的方向与四指方向相同，负电荷定向移动的方向与四指方向相反．根据qvB＝m，得出半径公式，通过半径公式的得出荷质比【详解】q1向左偏，q2向右偏，根据左手定则知，q1带正电，q2带负电．根据半径公式qvB＝m，知荷质比，v与B不变，所以荷质比之比等于半径之反比，所以．故C正确，ABD错误．故选C【点睛】决本题关键掌握左手定则判断磁场方向、电荷的运动方向以及洛伦兹力方向的关键，以及掌握带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】根据“为正方形，区域有垂直纸面向里的匀强磁场，区域有方向平行的匀强电场”可知，考查了带电粒子在复合场中的运动；粒子在电场中做类似平抛运动，根据类似平抛运动的分位移公式列式求解电场强度，根据分速度公式列式求解末速度；在磁场中做匀速圆周运动，画出临界轨迹，结合牛顿第二定律和几何关系分析即可【详解】A、一带电粒子从d点沿da方向射入磁场后经过bd中点e进入电场，由对称性可知，粒子从e点进入电场的速度水平向右，粒子的运动轨迹的圆心角为90°，故粒子在磁场中运动的半径为正方形边长的一半，故A正确；B、由于粒子带负电，进入电场后弯向上方，受力向上，则电场方向就向下，由b指向c，故B错误；C、由于磁场对粒子不做功，所以de两点的动能相等，但从e到b电场力做正功，动能增加，所以bd两点的电势能不相等，故C错误；D、在磁场中偏转90°，时间，而在电场中运动的时间，两者比值为，故D正确【点睛】明确粒子的运动规律，画出运动的轨迹是解题的关键8、BCD【解析】A、金属棒ab开始做加速运动，速度增大，感应电动势增大，感应电流也增大，金属棒受到的安培力增大；根据牛顿第二定律，有：，又，则：，所以加速度减小，即金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动．故A错误B、由感应电量计算公式可得，下滑的位移，故B正确C、根据能量守恒定律：产生的焦耳热，故C正确D、当金属棒的速度大小为v时，金属棒ab受到的安培力最大，所以安培力的最大值，故D正确9、BC【解析】AB．根据场强定义式得故A错误，B正确；CD．根据点电荷周围场强公式得故C正确，D错误。故选BC。10、AC【解析】由题意可知电子在磁场做匀速圆周运动，转过的圆心角为，所以运动的时间，故A正确，B错误；根据半径公式得：，根据几何关系得：OP两点间的距离，故C正确，D错误三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、①.100；②.2910；③.A；④.；⑤.偏小；【解析】把电流表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻，把嗲刘波改装成电压表需要串联分压电阻，应用串并联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值；为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器；根据实验电路应用串并联电路特点分析答题【详解】(1)由图示电路图可知：R1=装后电流表内阻：把电流表改装成电压表，串联电阻：；(2)为方便实验操作滑动变阻器应选择最大阻值较小的A；(3)电压表从0开始全范围的刻度进行校准，滑动变阻器应选择分压接法，标准电压表与改装后的电压表并联，电路图如图所示：(4)表头G上的标称值Rg小于真实值，改装后的电流表内阻偏小，改装后的电压表串联电阻偏大，电压表内阻偏大，两电压表并联，由于改装后的电压表内阻偏大，通过改装电压表的电流偏小，改装后电压表指针偏角较小，造成改装后电压表的读数会比标准电压表的读数偏小【点睛】本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表改装原理，由于串并联电路特点与欧姆定律可以解题；要掌握实验器材的选择原则12、①.（1）M②.（2）③.1.5(1.4～1.6)④.（3）bc，⑤.S1(或S2)，⑥.E【解析】（1）根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“+”接线柱与M端通过导线相连（2）UH-I图线如图所示根据知，图线的斜率为，解得霍尔系数为：k=1.5×10-3V•m•A-1•T-1（3）为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向b，S2掷向c，为了保护电路，定值电阻应串联在S1，E（或S2，E）之间四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)(2)0.7W(3)B=0.1T(4)QR【解析】（1）由右手定则判断出感应电流方向，然后判断电势高低（2）x-t图象中AB段为直线，说明从t=1.5s时开始金属棒ab做匀速直线运动，由图线斜率求出速度v，由P=mgv求t=1.5s时重力对金属棒ab做功的功率（3）金属棒ab做匀速直线运动时，安培力与重力二力平衡，推导出安培力的表达式，根据平衡条件求出磁感应强度B的大小（4）根据能量守恒定律和焦耳定律求解金属棒ab在开始运动的1.5s内电路中产生的总热量，再求R上产生的热量【详解】（1）由右手定则判断；（2）金属棒ab先做加速度减小的加速运动，t=1.5s后以速度vt匀速下落由题图乙知由功率定义得t=1.5s时，重力对金属棒ab做功的功率：PG=mgvt=0.01×10×7W=0.7W（3）当金属棒匀速下落时，由共点力平衡条件得mg=BIL①金属棒产生的感应电动势E=BLvt②则电路中的电流I=③由图象可得vt=7m/s代入数据解得B=0.1T（4）在0〜1.5s，以金属棒ab为研究对象，根据动能定理得mgh-W安=mvt2-0④W安=0.455J对闭合回路由闭合电路欧姆定律得：E电=I（R+r）⑤则电阻R两端的电压U为：UR=⑥电阻R上产生的热量QR=【点